Rb(5PJ)与Ne、N2碰撞诱导激发能量转移

在气体样品池条件下,研究了Rb(5PJ) (Ne、N2)碰撞能量转移过程.用调频半导体激光器激发Rb原子至Rb(5P3/2)态,在不同的Ne或N2气压下,测量了直接5P3/2→5S1/2荧光和转移5P1/2→5S1/2荧光.对于5PJ与Ne的碰撞,电子态能量仅能转移为Ne原子的平动能.在与N2的碰撞中,向分子振转态的转移是重要的.利用速率方程分析,可以得到碰撞转移速率系数,对于Ne,5P3/2→5S1/2转移速率系数为1.53×10-12cm3s-1.对于N2,测量5PJ Ne和5PJ N2二种情况下荧光的相对强度比,利用最小二乘法确定5P3/2→5S1/2转移速率系数为1.05×10-10cm3s-1,5PJ态猝灭速率系数为1.12×10-10cm3s-1.与其他实验结果进行了比较.     

Cs(6P)激发态的辐射及与Ne碰撞的能量转移

应用激光吸收和荧光方法,测量了Cs(6P)态与Ne碰撞的精细结构转移和碰撞猝灭截面.Cs原子被激光激发到6P3/2态,将与泵浦激光束反向平行的检测激光束调到6PJ→8S1/2的跃迁,测量6PJ激发态的密度及空间分布,由此计算了6PJ→6S的有效辐射率.在T=337 K和Ne密度0.5×1018＜N＜4×1018cm-3范围内测量了6P1/2→6S1/2(895 nm)发射的敏化荧光强度I895,量N/I895与N有抛物线型的关系,表明6PJ的猝灭是由于与Ne原子的碰撞产生的,而不是由与Cs基态原子碰撞产生的.由最小二乘法确定的二次多项式的系数得到6P态与Ne碰撞精细结构转移截面σ21=(1.90±0.82)×10-19 cm2,猝灭截面σD=(8.97±3.85)×10-19 cm2.     

通过激发转移和碰撞能量合并研究Rb 52P精细结构混合

利用单模半导体激光器激发Rb原子到5P3/2态,将Rb空心阴极灯发射的6D5/2→5P3/2的629.8 nm线作为吸收线.测量5P3/2态原子密度,由测得的激发态原子密度结合荧光强度比,得到能量合并过程Rb(5P3/2) Rb(5P3/2)→Rb(5D) Rb(5S)的碰撞截面为(5.0士1.9)×10-14cm2.利用荧光法测量了Rb52P精细结构碰撞转移截面.直接荧光是由5P3/2态发射的,敏化荧光是由精细结构碰撞转移和碰撞能量合并产生的.由相对荧光强度得到了转移截面σ(5P3/2→5P1/2)=(3.0土0.9)×10-15cm2.碰撞能量合并速率系数比精细结构混合率大一个数量级,与其它实验结果进行了比较.     

Cs(6P)激发态的辐射及与He碰撞的能量转移

利用激光吸收和荧光方法,测量了Cs(6P)态与He碰撞的精细结构转移和碰撞猝灭截面.Cs原子被激光激发到6P3/2态,将与抽运激光束反向平行的检测激光束调到6PJ→8S1/2的跃迁,测量6PJ激发态的密度及空间分布,由此计算了6PJ→6S的有效辐射率.T=337 K,He密度N在0.5×1018~4×1018cm-3范围内测量了6P1/2→6S1/2(895 nm)发射的敏化荧光强度I895.N/I895与N有抛物线型的关系,表明6PJ的猝灭是由于与He原子的碰撞产生的,而不是由与Cs基态原子碰撞产生的.由最小二乘法确定的二次多项式的系数得到6P态与He碰撞精细结构转移截面3σ/2→1/2=(1.46±0.51)×10-19cm2,猝灭截面σD=(2.28±0.80)×10-18cm2.     

Rb-Cs混合蒸气中Rb(5P)+Cs(5D)碰撞能量合并

测量了Rb-Cs混合蒸气中碰撞能量合并过程Rb(5P)+Cs(5D)→Rb(5S)+Cs(8D)速率系数,测量利用了已知速率系数的过程[即Cs(6P)+Cs(5D)→Cs(6S)+Cs(7D J)].利用激光光解Rb2和CS2分子,得到Cs(6P5D)和Rb(5P)态原子,探测由光解离产生的激发态原子与由碰撞转移产生的激发态原子的荧光的相对强度,结合Cs(6P)和Rb(5P)态的有效寿命,得到异核碰撞能量合并速率系数为54×1O-10 cm3/s.讨论了其它过程对速率系数的影响.     

存在缓冲气体的Cs蒸气中的三体碰撞

研究了Cs(6P) Cs(6S) He→Cs(5D) Cs(6S) He的碰撞能量转移过程.单模半导体激光器共振激发Cs原子至6P3/2态,利用另一与泵浦激光束反向平行激光束作为吸收线探测6P3/2态原子密度及其空间分布.缓冲气体增大了6P3/2和6S1/2原子间的能量转移,这可从测量由Cs(6P)/Cs(5D)碰撞而被布居的7D态所发射的荧光得到证实.因5D→6P(3.0～3.6 μm)处于红外本实验不能探测,利用一个已经测量过的过程(即6P 5D→6S 7D)作相对测量.得到三体碰撞速率系数为(2.2±1.1)×10-28cm6s-1.     

Rb(5D-7S)-He,Ar,H2的碰撞能量转移

在样品池条件下,利用原子荧光光谱方法,测最了Rb(5D)-He,Ar,H2碰撞中5D→7S的激发能量转移截面.获得的荧光包括出激发态产生的直接荧光部分和由十碰撞布居态而产生的敏化荧光部分.在不同的猝灭气体压强下,测量了相关的两部分荧光的相对荧光强度,得到了Rb(5D)与He,Ar和H2碰撞的5D→7S转移截面分别为(1.2±0.3)×10-17cm2,(1.3±0.3)×10-18cm2和(8.3±2.1)×10-17cm2.同时确定了Rb(7S)与He,Ar和H2的碰撞猝火速率系数.7S态与H2的碰撞猝火速率系数1.7×1010cm3·s1比Rb(7S)与He,Ar的大得多,它是反应与非反应速率系数之和,利用实验数据确定Rb(7S)与H2的反应截面为(1.0±0.4)X10-16cm2,Rb(5D)与H2反应截面为(7.1±2.9)×10-17cm2.Rb(78)与H2的反应活动性大于Rb(5D).     

Rb(5D,7S)+H2→RbH+H光化学反应截面的测定

研究了在Rb-H2混合样品池中产生的Rb(5D,7S) H2→RbH H光化学过程,RbH分子是由Rb(5D,7S)原子与H2间的三体碰撞反应产生的。利用双光子吸收将Rb(5S)基态原子激发到5D或7S态,荧光中除由泵浦能级发射的直接荧光外,还包含有由于碰撞转移而产生的敏化荧光,相对荧光强度给出了能级布居数之比。解速率方程组,得到5D→7S和7S→5D碰撞转移截面分别为(6.9±1.4)×10-17和(2.1±0.4)×10-16cm2,Rb(5D) H2→RbH H和Rb(7S) H2→RbH H的反应截面分别为(4.3±1.1)×10-17和(5.8±1.5)×10-17cm2。7S与H2反应活动性大于5D与H2反应的活动性。     

Rb(52DJ,7S)+Rb(5S)间的碰撞能量转移

利用脉冲激光双光子激发Rb(5S)到Rb(5DJ,7S)态,在样品池条件下,利用原子荧光光谱方法研究了Rb(SDJ,7S)+Rb(5S)的碰撞能量转移过程.利用三能级模型的速率方程分析,在不同的Rb(5S)密度下,通过对直接荧光和转移荧光的时间积分荧光强度的测量,得到了Rb(5D5/2)→Rb(5D3/2)精细结构转移截面为(3.7±0.9)×10-14cm2.而测得的碰撞转移到Rb(5DJ)以外态的截面是Rb(5D)→Rb(7S)转移截面和碰撞能量合并逆过程截面之和,还可测得Rb(5D)→Rb(7S)的碰撞转移截面为(1.6±0.4)×10-16cm2,故Rb(5D)+Rb(5S)→Rb(5P)+Rb(5P)的截面分别为(3.1±1.2)×10-14cm2(对J=5/2)和(2.0±0.6)×10-14cm2(对J=3/2),5DJ态主要是通过碰撞能量合并的逆过程(即Rb(5DJ)+Rb(5S)→Rb(5P)+Rb(5P))猝灭.     

H2诱导Cs（6DJ→Cs（7PJ′）碰撞转移截面

Cs蒸气置于十字交叉加热炉中,充入不同气压的H2,激光双光子激发Cs原子至6D3/2态,利用原子荧光光谱方法,研究了H2诱导6DJ→7PJ,的碰撞能量转移。测量不同氢气密度下直接6D3/2→6P3/2和敏化6D5/2→6P3/2,7P3/2→6S1/2和7P1/2→6S1/2的时间积分荧光强度,利用四粒子的速率方程分析,得到了6D3/2→7P3/2,6D3/2→7P1/2,6D5/2→7P3/2和6D5/2→7P1/2碰撞转移截面分别为（3.1±0.8）×10^-16,（1.7±0.4）×10^-16,（1.5±0.4）×10^-16,（1.3±0.3）×10^-16cm^2。7PJ′态的猝灭截面分别为（2.5±0.6）×10^-16cm^2（对7P3/2）和（4.0±1.0）×10^-16cm^2（对7P1/2）,它们主要是通过Cs（7PJ′）＋H2→CsH＋H反应产生的,而反应的相对活动性顺序为7P1/2〉7P3/2。     

Cs(7DJ)+H2的反应与非反应碰撞转移截面的测定

利用激光泵浦-吸收技术,研究了在样品池中的Cs(7D_J)+H₂→CsH[X¹∑+(v″=0)]+H光化学反应过程。双光子激发Cs-H₂混合蒸气中Cs原子至7²D态,荧光中除有泵浦能级发生的直接荧光外,还包含由精细结构碰撞转移产生的敏化荧光,CsH分子是由7D原子与H₂间的三体碰撞反应产生的。利用780 nm激光测量了CsH X¹∑+(v″=0→v″=21)吸收带。△Ⅰ′和△Ⅰ″分别表示泵浦7D_3/2和7D_5/2时的吸收光强。解速率方程组,得到7D_3/2→7D_5/2和7D_5/2→7D_3/2精细结构转移截面分别为(1.3±0.3)×10^-14和(9.8±2.0)×10^-15cm²。从7D_J碰撞到7D以外态的截面分别为(4.0±1.0)×10^-15(对J=3/2)和(3.6+0.9)×10^-15cm²(对J=5/2)。Cs(7D_J)+H₂→CsH+H的反应截面分别是(1.4±0.5)×10^-16(J=3/2)和(1.1±0.4)×10^-16cm²(J=5/2),7D_3/2与H₂的反应活动...更多性大于7D_5/2。     

Cs（7DJ）＋Cs（6S1／2）间的碰撞能量转移

脉冲激光双光子激发Cs（6S1／2）到Cs（7Dj）态,在样品池条件下,利用原子荧光光谱方法研究了Cs（7Dj）＋Cs（6S1／2）的碰撞能量转移过程。利用三能级模型的速率方程分析,在不同的Cs（6S1／2）密度下,通过对直接荧光和转移荧光的时间积分荧光强度测量,得到了7D5／2→7D3／2精细结构转移截面为σ=（2．9±0．7）×10^-14cm^2。而碰撞转移到7Dj以外的猝灭截面分别为（7．4±2．1）×10^-14cm^2（对J=5／2）和（6．6±1．8）×10^-14cm^2（对J=3／2）。结合已有的实验结果,得到7DJ转移到8P态的截面分别为（0．6±0．3）×10^-14cm^2（对J=5／2）与（0．8±0．4）×10^-14cm^2（对J=3／2）。7D态主要是通过碰撞能量合并的逆过程[即7Dj＋6S→5D＋6P）猝灭。     

Rb—Ne光学碰撞精细结构分支比

光学薄的Rb蒸汽和低密度Ne的混合系统被570～600nm的激光激发，RbNe分子激发态离解到Rb(5P     

Rb+(Ar,N2)混合蒸气中5P3/2能级有效辐射率的计算和测量

计算和测量了Rb (Ar,N2)混合蒸气中Rb(5P3/2)共振能级的有效辐射率。使用单模半导体激光器(抽运激光)将Rb原子激发至5P3/2态,另一调谐到5P3/2→7S1/2的单模激光束(检测激光)与抽运光束反平行通过样品池,并在池的径向平行移动,通过检测激光束的吸收测定了激发态原子密度及其空间分布。由于辐射陷获存在,有效辐射率为自然辐射率与透射因子(发射的光子在探测区域内没有被吸收的平均概率)的乘积。5P3/2原子密度及其空间分布结合5P3/2←5S1/2跃迁线的碰撞增宽计算了透射因子,从而得到了不同Ar或N2气压下,RbD2线的有效辐射率。对5P3/2-Ar系统,在不同气压下测得的D2线强度比值与有效辐射率计算值的比值相符。对于5P3/2-N2系统,研究了电子态向振动态的碰撞转移,得到了转移截面。